FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA GENÉTICA Y GENÓMICA

-    Reconocer y valorar los mecanismos y estructuras de funcionamiento, los organismos y sistemas biológicos (CG01).

CE01 - Capacidad para analizar, identificar y clasificar los organismos vivos, así como sus restos y señales de su actividad y evidencias paleontológicas.
CE02 - Capacidad para planificar, desarrollar y controlar procesos biológicos industriales, agropecuarios y biotecnológicos.
CE03 - Capacidad para producir, transformar, manipular, conservar, identificar y controlar la calidad de los organismos y materiales de origen biológico, incluidos los alimentos.
CE05 - Capacidad para desarrollar estudios biológicos y control de la acción de productos químicos y biológicos de utilización en la sanidad, agricultura, industria y servicios.

CE07 - Capacidad para desarrollar estudios y análisis clínicos, funcionales, microbiológicos e inmunobiológicos de muestras biológicas, incluidas las de origen humano.
CE09 - Capacidad para realizar consejo genético y planificación familiar.

Objetivos específicos y destrezas:

Conocer las técnicas y métodos preparativos y analíticos de ácidos nucleicos.

Conocer los procedimientos de manipulación in vitro de DNA.

Conocer los métodos de transferencia de DNA a sistemas celulares receptores y de selección de células transformadas por DNA recombinante.

Conocer los sistemas actuales para la gestión in silico de secuencias de DNA. Conocer las herramientas que nos permiten analizar la estructura y función de los genomas

Conocer los avances más recientes en el campo de la Genómica estructural, funcional y comparativa

Contenido (breve descripción de la asignatura):

Mediante las clases teóricas, prácticas y seminarios se pretende proporcionar a los alumnos una formación básica en Ingeniería Genética y Genómica que resulte de utilidad para el desarrollo profesional del biólogo. En esta asignatura se proporcionarán los conocimientos y las destrezas que capacitarán al biólogo frente a los retos de la nueva Biología.

Clases teóricas: Los recursos didácticos utilizados son la pizarra y la proyección de presentaciones estáticas y animadas con figuras, esquemas y tablas de apoyo que asimismo figurarán en el Campus Virtual. Las clases se desarrollarán de manera interactiva con los alumnos, discutiendo con ellos los aspectos que resultan más dificultosos o especialmente interesantes de cada tema. Se utilizarán el Campus Virtual y recursos bibliográficos como herramientas de apoyo.

Seminarios: Se tratarán temas o aspectos no comentados en las clases teóricas y se resolverán problemas y cuestiones resaltando su relación con aplicaciones prácticas.

Clases prácticas: El profesor planteará de forma inicial el contenido de la actividad, resolverá dudas, dirigirá la realización de las prácticas y la discusión de los resultados obtenidos.

Tutorías colectivas: Se tratarán aspectos de los temas no comentados en las clases teóricas y se orientará a los alumnos para la elaboración de las exposiciones.

I.-Preparación, análisis y manipulación in vitro de ácidos nucleicos.

II.-Tecnología de la clonación de DNA recombinante.

III.-Bibliotecas de DNA y aislamiento de genes y regiones génicas.

IV.-Secuenciación de DNA.

V.-Genómica estructural.

VI.-Genómica comparada.

VII.-Genómica funcional.

La evaluación de la adquisición de competencias tendrá cuatro componentes:

- Se valorará la aportación del alumno en todas las actividades presenciales en términos de cualquier intervención que demuestre su interés (5%)

- Se medirá la capacidad de análisis y de síntesis del alumno así como la claridad en la exposición de su trabajo en los seminarios y se tendrá en cuenta el trabajo realizado por el alumno de forma no presencial (10%).

- Se valorará la destreza técnica desarrollada en el laboratorio (30%). La asistencia y realización de las prácticas es necesaria para superar la asignatura.

- -          Se realizarán pruebas escritas para evaluar el conocimiento de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura adquiridos por el alumno (55%). Para aprobar la asignatura será necesario obtener una calificación mínima de 4.0 puntos en el examen de teoría y en el examen de prácticas. Una nota inferior no podrá ser compensada con las obtenidas en el resto de actividades.

-   La asistencia, realización de las prácticas y su examen es obligatoria; para aprobar la asignatura es necesario haber aprobado las prácticas,

Bloque I.-Preparación, análisis y manipulación in vitro de ácidos nucleicos.

TEMA 1.- Métodos de aislamiento y purificación de DNA y de RNA. Análisis de ácidos nucleicos. Valoración y Caracterización física y química.

TEMA 2.- Electroforesis de ácidos nucleicos. Técnicas de hibridación en el trabajo con ácidos nucleicos. Sondas. Transferencia a soportes sólidos. Aplicaciones.

TEMA 3.- Fragmentación de ácidos nucleicos. Endonucleasas de restricción. Análisis de restricción. Aplicaciones. Mapas de restricción. RFLPs y huella genética.

TEMA 4.- Modificación in vitro de DNA y de RNA. Actividades enzimáticas. Marcaje de sondas. Síntesis de cDNA. Amplificación de DNA mediante PCR. Aplicaciones.

Bloque II.-Tecnología de clonación de DNA recombinante.

TEMA 5.- Unión de fragmentos de DNA. DNA-ligasa. Tipos de extremos: compatibles e incompatibles. Linkers y adaptadores. Tecnología del clonaje de DNA. Elementos centrales y etapas. Vectores. Transformación. Selección.

TEMA 6.- Vectores derivados de plásmidos. Marcadores de selección. Identificación de clones. Vectores derivados de fagos. Vectores de inserción y de remplazamiento. Cósmidos. Fagómidos. YACs. BACs.

Bloque III.-Bibliotecas de DNA y aislamiento de genes y regiones génicas.

TEMA 7.- Bibliotecas de DNA. Características de una genoteca. Construcción y análisis. Aislamiento de genes. Bibliotecas genómicas. Vectores y estrategias. Análisis de genomas. Bibliotecas de cDNA.

Bloque IV.-Secuenciación de DNA.

TEMA 8.- Determinación de la secuencia de DNA. Métodos. Automatismo. Estrategias de secuenciación. Análisis de grandes fragmentos genómicos. Integración de datos parciales. Gestión de datos. Bancos de secuencias. Comparación y análisis de datos. Interpretación de la secuencias de bases.

Bloque V.-Genómica estructural.

TEMA 9.- Información genética y genoma. Genes, tamaño del genoma y complejidad de los organismos. Tipos de secuencias: características estructurales y contenido informacional. Predicción de funciones. Variabilidad y detección de polimorfismos. Introducción al manejo de las bases de datos. Mapas genéticos y físicos. Estudios globales de asociación.

Bloque VI.-Genómica comparada.

TEMA 10.- Arquitectura de genomas eucariotas, procariotas y de orgánulos. Organismos modelo. El Proyecto Genoma Humano. Proyectos genoma de procariotas y eucariotas

TEMA 11.- Comparación de secuencias. Sintenias. Similitud e identidad. Homología. Filogenias.

Bloque VII.-Genómica funcional.

TEMA 12.- El transcriptoma. Análisis de transcritos. Bancos de EST (Expressed sequence tags). Microarrays. Genética directa e inversa. Epigenómica. El proteoma. Aplicaciones.

Se desarrollarán 5 sesiones continuadas de 3 horas cada una:

- Aislamiento y análisis electroforético de DNA plasmídico.

- Clonaje DNA: construcción de un rDNA, transformación de hospedador y selección y análisis de transformantes.

- Estudio in silico de la secuencia de un fragmento de DNA.

- Introducción al manejo de las bases de datos y herramientas de análisis.

- Análisis estructural y funcional de una secuencia problema utilizando herramientas bioinformáticas.

- Técnicas analíticas de ácidos nucleicos.

- Aplicaciones del análisis de restricción.

- Aplicaciones de la PCR.

- Vectores de clonaje en E. coli.

- Ingeniería genética en células distintas a E. coli.

- Aplicaciones de la Ingeniería Genética.

- El proyecto Genoma en un organismo modelo

- Aplicaciones de la epigenómica

- Metagenómica y sus aplicaciones

- Tecnología de microarrays.